Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1(19) 01) 2 С 37/ 5 Щ РЕТЕНИ ЬС ство СССР 06, 1974. во СССРГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Днепропетровский металлургич кий институт им. Л.И. Брежнева (72) Ю.Н. Таран, М.Е. Рябчий, Л.М. Снаговский, З,Я,Василев, П. Ф. Нижниковская, Т. М, Миронова, В.М. Снаговский, Д.В. Пудиков Б.В. Станиловский, А.И. Ярмоленко А.Л. Кременчугский и В.ф. Карпенк (53) 669.15-196(088.8)(57) Изобретение относится к области металлургии и технологии машиностроения, в частности к изысканиюсоставов белых чугунов для работы вусловиях ударно-абразивного износа.Цель изобретения - повышение удароустойчивости при сохранении уровнятвердости и ударной вязкости в литомсостоянии. Чугун имеет следующий химический состав, мас.7.: С 3,2-3,6;8 0,8-1,1; Мп 1,0-2,0; Сг 5,0-7,0;Ч 1, 5-2,0; Мо 1,0-2,0; Сц О, 1- 1, 0;Ре - остальное. Чугун имеет следующие свойства: 055-80 кДж/м;НКС э 59-63; число ударов до разрушения 66-91, 1 табл.1296624 Изобретение относится к металлургии и технологии машиностроения, в частности к изысканию составов белых чугунов для работы в условиях ударно- абразивного износа. 5Целью изобретения является повышение ударно-усталостной прочности при сохранении уровня твердости и ударной вязкости в литом состоянии.П р и м е р. В индукционной печи ИЧТбыл выплавлен ряд плавок известного и предлагаемого составов. В качестве шихтовых материалов были использованы литейный чугун Лб, ферросилиций ФС 4 5, ферромарганец ФМн 2,0, феррохром ФХ 800 А, феррованадий ФВд 35 б, ферромолибден ФМо 60, медный лом, стальной лом (сталь 3). Чугун, феррохром и стальной лом заваливали в тигель печи и расплавляли. После этого последовательно вводили ферросилиций, ферромолибден, медный лом, феррованадий и ферромарганец (каждый после полного растворения предыдущего). Температуру расплава доводили до 1430-1450 С (измерялась пирометром). Чугун разливали в кокильные формы для получения цилиндрических отливок диаметром 50 мм и высотой 200 мм, а также шаров диаметром 60 мм, После кристаллизации отливки выбивали из кокилей и далее часть из них охлаждали на воздухеоа часть - со скоростью 3 С/мин в муфельной печи.35Выбор интервалов содержания компонентов обусловлен следующими причинами. 40 Формула изобретения45 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, молибден, медь и железо, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения ударно-усталостной прочности при сохранении уровня твердости и ударной вязкости в питом состоянии,он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:Углерод 3,2-3,6Кремний 0,8-1, 1Марганец 1,0-2,0Хром 5,0-7,0 Содержание углерода в интервале 3,2-3,6 мас.% обеспечивает отсутствие в сплаве первичных карбидов, снижающих комплекс механических свойств, и определяет минимально допустимую объемную долю карбидной составляющей с точки зрения износостойкости.Содержание кремния 0,8 мас.% выбрано исходя из минимально допустимой концентрации для обеспечения жидкотекучести расплава. Верхний предел 1, 1 мас.% обусловлен необходимостью обеспечения большой прокаливаемости чугуна.Марганец в количестве не менее 1,0 мас.% необходим для подавления/ пленообразования при литье и обеспечении прокаливаемости, Увеличение содержания марганца более2,0 мас.% приводит к появлению большого количества остаточного аустенита.Интервалы содержания хрома 5,07,0 мас.%, ванадия 1,5-2,0 мас,%и молибдена 1,0-2,0 мас.% обеспечивают получение в структуре метаста- .бильного хромистого карбида с высокой пластичностью. В случае невыполнения этого соотношения появляется большое количество цементита илистабилизируется карбид МС , чтонегативно сказывается на ударнойвязкости сплава.Медь в количестве 0,1-1,0 мас.Евводится в сплав вместо эквивалентного количества марганца для повышения прокаливаемости матрицы. Большее количество нерационально ввидуограниченной растворимости меди втвердом растворе чугуна.Из цилиндрических отливок вырезали образцы для механических испытаний.В ходе испытаний измерялись ударная вязкость на образцах 4 10 хх 60 мм и твердость на образцахф 15 хх 15 мм, вырезанных из цилиндрическихотливок. При этом использовался маятниковый копер 2130 КМ(база50 мм) и твердомер ТК. Отлитыешары испытывались на усталостнуюдолговечность на копре с энергиейудара 650 Дж.Химический состав и результаты испытаний приведены в таблице,Из таблицы видно, что чугун предложенного состава обладает большейудароустойчивостью, чем прототип, атакже сохраняет достаточно высокийуровень ударной вязкости и твердости,1296624 1,5-2,0 1,0-2,0 ВанадийМолибден 0,1-1,0Остальное МедьЖелезо тСодеркание злементов, мас.Й Ударная вязкость Сг Ре КСкДаlмф доств Число удаСз ров до раврукения Чугун С Ы Мп Сг Ч Мо Предлагаемый 77 60 65 1,0 1,0 Осталъное 2,0 5,0 1,0 и 59 70 2,0 О,2,0 2,0 5,0 2 86 60 60 7,0 2,0 0,1 . 15 2,0 67 60 60 2,0 1,0 7,0 4 91 П 59 80 1,5 2,0 5,0 72 60 5,0 1,5 2,0 60 60 1,О, 7,0 15 65 62 60 7,0 1,5 2,0 2,0 74 55 2,0 5,0 5,0 2,0 63 70 1,0 10 е 66 60 75 15 7,0 2,0 11 60 66 65 2,0 7,0 1,5 12 е Известный 50 60 О 59 4,66 238 2,54 1,19 2,46 8,23 2,77 2,31 1,27 3,11 1 46 282 0,65 13 78 56 14 2,94 1,71 2,34 8,08 1,16 0,88 0035 3,77 1,32 0,73 4,24 2,40 0,83 0,08 3,71 0,72 2,30 7,54 1,35 0,90 1,3 1 385 54 073 449 117 22228 45 55 65 55 52 20 30 17 18 25 59 2,8 2,2 3,2 2,8 3,4 3,2 2,3 4,2 0,7 0,2 1,2 2,5 0,9 0,3 0,1 68 59 30 ИзвестныйПрототипПрототип 3,6 6,8 0,8 60 Э 5 г 0,2 3,6 7,0 60 Скорость охлакдения образцов с литейного нагрева в интервале 900-300 Са 3 С/мнн. Редактор К.Волошук Заказ 722/31 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5